在自然界中存在着大量的各向异性结构，这些结构能够对水、食物以及有害物质进行定向输运，对生物组织的新陈代谢有重要作用。以气管纤毛为例，在纤毛不对称摆动下，肺部的粘液、痰液能够被定向输运至咽部，从而将有害物质排出带体外。这种具有物质输运功能的纤毛结构成为了仿生材料研究中的前沿热点，很多仿生纤毛材料也应运而生。最近，科学家们利用磁、电、光、pH以及温度等响应性材料制备各种仿生人造纤毛，这些人造纤毛能够进行弯曲，扭曲或者转动，但是他们仅仅能够输运小分子与微钠粒子，对于宏观物体的输运却无能为力。本论文针对这一挑战，从研究气管纤毛的形貌结构出发，构筑了磁响应的人造纤毛表面，实现了其对宏观物体的输运功能。本文主要内容包括三部分:　　(1)气管纤毛的观测及仿生纤毛结构的制各。通过环境扫描电镜观察，我们发现了气管中存在着长纤毛区域与短纤毛区域，且二者呈现条带状交替分布的形貌。受这种纤毛阵列结构的启发，我们利用程序化可控的三维移动平台制备了具有可变的倾角、阵列间距的锥孔模版，并用PDMS/钴纳米粒子复合物对其进行复型，固化，脱模，能够得到了不同倾角、不同阵列间距的磁响应性人造纤毛阵列。　　(2)磁响应人造纤毛阵列的不对称摆动对水凝胶块体的输运功能研究。针对大多数的人造界面材料缺乏进行宏观物体输运的功能，我们设计出的各向异性的磁响应人造纤毛阵列，首次实现了在液下对厘米级的水凝胶块体的输运。研究表明，在周期性变化的磁场中，人造纤毛阵列进行不对称地协同摆动，进而产生定向的流体，推动水凝胶块体定向运动。进一步的计算模拟得到的结果与实验中的定向输运行为相一致。　　(3)气体驱动下在各向异性纤毛阵列上的水凝胶块体输运功能研究。在气管中，痰液的输运过程是在呼吸气流中完成的。受此启发，我们将各向异性人造纤毛阵列表面与气源组装，构筑了气流驱动系统，实现了厘米级水凝胶块体的输运。研究结果表明，由于各向异性纤毛在顺毛方向与逆毛方向上的摩擦力有很大差异，厘米级水凝胶块体沿着顺毛方向更容易被气流输运。另外，我们将磁性纳米粒子掺入到竖直的人造纤毛阵列中，能够通过调节外部磁场方向来实时调节人造纤毛阵列的弯曲方向，进而设计出了一个应用在宏观物体输运的方向控制开关。